Lo scopo della Fondazione consiste nel promuovere e sviluppare le ricerche nell'ambito della storia dell'arte. Per questo motivo la Fondazione bandisce annualmente delle borse di studio per laureati, sia italiani che stranieri, in storia dell'arte. I vincitori delle borse hanno l'opportunità di utilizzare il materiale e le strutture della Fondazione.
Nella Fondazione si trovano una biblioteca, una fototeca, una collezione di opere d'arte e l'archivio personale di Roberto Longhi.
La biblioteca è specializzata in opere relative alla pittura italiana ed europea dal XIII al XVIII secolo. Il suo patrimonio ammonta a oltre 35.000 volumi ed un centinaio di periodici. Accanto alle monografie sono raccolte fonti storico-artistiche, guide, cataloghi di musei, gallerie e collezioni private. La consultazione dei libri è riservata, oltre che ai borsisti, agli studiosi di storia dell'arte previo richiesta scritta o lettera di presentazione.
La fototeca comprende ca. 70.000 immagini relative, prevalentemente, alla pittura italiana ed europea dal 1300 al 1600; vi si trovano anche microfiches della Witt Library del Courtauld Institute of London.
Per visitare la collezione di opere d'arte è necessario presentare una richiesta scritta ai responsabili del settore.
Roberto Longhi ha lasciato anche un suo archivio personale con la raccolta della sua corrispondenza (ca. 10.000 lettere a partire dagli anni '30) e l'insieme dei suoi manoscritti.
La Fondazione pubblica, dall'1984, i suoi annali continuando un'opera iniziata già da Longhi nel 1943 e che fu interrotta nel 1950. Detti annali, pubblicati inizialmente come "Annali" poi come "Proporzione" (riprendendo il titolo scelto da Longhi), contengono prevalentemente i saggi più significativi dei borsisti della Fondazione.
L'Istituto collabora con IRIS, Associazione di Biblioteche storico-artistiche e umanistiche a Firenze, che ha come scopo la catalogazione dei libri di sei biblioteche storico-artistiche e umanistiche di Firenze (Biblioteca Berenson, Biblioteca degli Uffizi, Biblioteca dell'Istituto Universitario Olandese di Storia dell'Arte, Biblioteca Istituto Nazionale di Studi sul Rinascimento, Biblioteca dell'Opificio delle Pietre Dure, Biblioteca Roberto Longhi) per la creazione di un database condiviso ed accessibile anche tramite Internet.